Geislavirkt kolefni

Í efstu lögum gufuhvolfsins eru geislavirk kolefnisatóm, 14C, stöðugt að myndast við það að nituratóm, 14N, verða fyrir stöðugri nifteindaskothríð vegna geimgeislunar. Þessi geislavirka samsæta kolefnis blandast fullkomlega hinum samsætum kolefnisins 12C og 13C og dreifist hratt með þeim um allt gufuhvolfið og lífríkið. Því má gera ráð fyrir að 14C sé að finna í sama hlutfalli í sérhverri lifandi lífveru sem bindur kolefnissambönd. Við dauða lífverunnar klofnar 14C niður niður án þess að endurnýjast samkvæmt líkingunni:


    14C → 14N + ß


ß stendur fyrir svokallaða betageislun sem verður til í kjarna þegar nifteind breytist í róteind og orkumikla rafeind (eða stundum jáeind).


Eftir 5.730 ár hefur helmingur upphafslegs magns af 14C breyst í 14N og er þetta kallaður helmingunartími 14C. Sjá mynd og töflu |T| Með flóknum mælingum má þannig aldursgreina leifar dýra og plantna og er þá lagt til grundvallar í fyrsta lagi að framleiðsla 14C hafi verið stöðug og jöfn síðustu 50.000 árin og í öðru lagi að öll sýni hafi verið með sama hlutfalli 14C/12C í upphafi.


Geislakols-aðferðin, eins og hún er oft nefnd, er mikið notuð til að greina aldur hraunlaga og öskulaga frá nútíma. Ennfremur kemur þessi aðferð að góðum notum við aldursákvarðanir á fornleifum.


Mjög áhugaverður er sá möguleiki að nota megi 14C til að kanna djúpsjávarstrauma heimshafanna.


Koldíoxíð í andrúmsloftinu hvarfast við karbónatjónina í sjónum og myndar bíkarbónat.


CO2 + CO3-2 + H2O → 2 HCO3-


Yfirborðssjórinn blandast vel svo að 14C í yfirborðssjó er í jafnvægi við styrk þess í andrúmsloftinu. Við heimskautin sekkur yfirboðrssjórinn og hann missir þannig beina snertingu við andrúmsloftið og 14C byrjar að hrörna.


Helsta uppsprettulind djúpsjávar er Norður-Atlantshafið. Yfirborðssjórin sekkur norður af Íslandi rennur suður fyrir Afríku og inn í Indlands- og kyrrahaf áður en hann snýr til baka.


Með því að aldursgreina djúpsjóinn á vissum stöðum má segja til um hversu langan tíma vegferð hans hefur tekið.



Sjá um skekkju í 14C-mælingum.



Sjá helmingunartíma.